{"id":13007,"date":"2024-11-27T19:04:57","date_gmt":"2024-11-27T19:04:57","guid":{"rendered":"https:\/\/introspect.ca\/blog\/4-mipi-image-transmission-concepts\/"},"modified":"2026-06-27T14:56:42","modified_gmt":"2026-06-27T14:56:42","slug":"4-mipi-image-transmission-concepts","status":"publish","type":"blogposts","link":"https:\/\/introspect.ca\/fr\/blog\/4-mipi-image-transmission-concepts\/","title":{"rendered":"4 concepts de transmission d’images MIPI que tout ing\u00e9nieur en validation doit conna\u00eetre"},"content":{"rendered":"

La transmission et la r\u00e9ception d’images constituent une fonctionnalit\u00e9 op\u00e9rationnelle essentielle de la plupart des appareils \u00e9lectroniques modernes. Smartphones, tablettes, appareils photo, montres, ordinateurs portables \u2014 voire les machines \u00e0 caf\u00e9 les plus sophistiqu\u00e9es \u2014 : tous comportent, sous une forme ou une autre, des sources et des r\u00e9cepteurs de donn\u00e9es d’image. Comprendre comment ces donn\u00e9es sont transmises entre les diff\u00e9rents composants d’un appareil (par exemple, entre un appareil photo et un processeur) constitue donc un \u00e9l\u00e9ment essentiel des phases de conception et de validation de tout produit. <\/p>\n

Cet article a pour objectif de pr\u00e9senter en d\u00e9tail certains des concepts cl\u00e9s utilis\u00e9s dans le transfert d’images num\u00e9riques. Nous abordons ces concepts \u00e0 travers les normes \u00e9tablies par l’Alliance MIPI<\/a>, qui a d\u00e9fini certains des protocoles de transmission d’images les plus couramment utilis\u00e9s dans le secteur. <\/p>\n

Modes de fonctionnement : faible consommation (LP) et haute vitesse (HS)<\/h2>\n

La transmission \u00e9lectronique d’une image implique de convertir chaque pixel de l’image en donn\u00e9es binaires (des 0 et des 1), puis de transmettre ce flux de bits sous la forme d’une s\u00e9rie d’impulsions \u00e9lectroniques. Cela s’effectue g\u00e9n\u00e9ralement en appliquant une tension variable dans le temps \u00e0 un conducteur, ou en envoyant un signal qui oscille entre deux niveaux. La tension \u00e9lev\u00e9e correspond \u00e0 un \u00ab 1 \u00bb et la tension faible \u00e0 un \u00ab 0 \u00bb. Les caract\u00e9ristiques \u00e9lectriques de ces signaux sont d\u00e9finies par des normes industrielles telles que la norme MIPI D-PHY<\/a>. <\/p>\n

Il existe deux modes principaux de transmission de bits ou de signalisation : la transmission \u00e0 faible puissance (LP) et la transmission \u00e0 haut d\u00e9bit (HS) :<\/p>\n

Mode basse consommation (LP) :<\/h3>\n

Ce mode se caract\u00e9rise par une grande amplitude de tension (1,2 V), une transmission asym\u00e9trique et une consommation \u00e9lectrique statique minimale. Il est utilis\u00e9 pour pr\u00e9server l’autonomie de la batterie lorsque aucune donn\u00e9e d’image n’est transmise et pour transf\u00e9rer des informations de contr\u00f4le \u00e0 de faibles d\u00e9bits binaires (de l’ordre du Mb\/s). <\/p>\n

Mode haute vitesse (HS) :<\/h3>\n

La transmission \u00e0 haute vitesse est diff\u00e9rentielle et se caract\u00e9rise par une faible amplitude de tension (200 mV). Elle est utilis\u00e9e pour la transmission rapide de donn\u00e9es d’image (de l’ordre du Gb\/s). Cette faible amplitude de tension permet de compenser la forte consommation d’\u00e9nergie li\u00e9e \u00e0 la fr\u00e9quence de commutation \u00e9lev\u00e9e. <\/p>\n

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Figure 1 :<\/strong> Niveaux de ligne en modes HS et LP dans les sp\u00e9cifications MIPI D-PHY ou MIPI C-PHY. [Source : sp\u00e9cification MIPI D-PHY.]<\/figcaption><\/figure>\n

Anatomie d’une rafale<\/h2>\n

Une rafale d\u00e9signe la transmission de donn\u00e9es s\u00e9rie \u00e0 haut d\u00e9bit. La transmission d\u2019une rafale HS commence et se termine par un \u00e9tat LP. Ainsi, concr\u00e8tement, si l\u2019on \u00ab observait \u00bb une image en cours de transmission, on verrait une s\u00e9rie de transitions LP-HS. \u00c0 quoi cela ressemble-t-il visuellement ? Vous trouverez ci-dessous un exemple de capture d\u2019image analogique r\u00e9alis\u00e9e \u00e0 l\u2019aide de l\u2019analyseur MIPI C-PHY SV5C-CPRX<\/a> d\u2019Introspect : <\/p>\n

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Figure 2 :<\/strong> Exemple de capture d’image analogique \u00e0 l’aide de l’analyseur SV5C-CPRX MIPI C-PHY. (Veuillez noter que cette capture a \u00e9t\u00e9 r\u00e9alis\u00e9e \u00e0 l’aide d’un r\u00e9cepteur diff\u00e9rentiel et qu’elle est pr\u00e9sent\u00e9e ici \u00e0 titre purement illustratif.)<\/figcaption><\/figure>\n

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Bien que cette acquisition de signal puisse para\u00eetre assez simple, chaque section de la rafale est m\u00e9ticuleusement d\u00e9finie par des normes, et c’est \u00e0 l’ing\u00e9nieur de validation qu’il incombe de s’assurer que chaque partie de la rafale respecte les sp\u00e9cifications. Par exemple, dans le protocole D-PHY, la s\u00e9quence permettant de passer en mode rafale HS est constitu\u00e9e d\u2019une s\u00e9rie d\u2019\u00e9tats LP : LP-11, LP-01, LP-00 (LP-11 signifie que les fils P et N sont respectivement \u00e0 l\u2019\u00e9tat logique \u00ab 1 \u00bb, ce qui correspond g\u00e9n\u00e9ralement \u00e0 1,2 V. LP-00 signifie que les deux sont \u00e0 l\u2019\u00e9tat logique \u00ab 0 \u00bb). La transmission sur la ligne se poursuit en mode haute vitesse jusqu\u2019\u00e0 ce qu\u2019un autre \u00e9tat LP-11 soit envoy\u00e9, ce qui signale l\u2019\u00e9tat d\u2019arr\u00eat. Ce sch\u00e9ma de transitions LP-HS-LP est illustr\u00e9 plus clairement dans le sch\u00e9ma ci-dessous, qui indique les diff\u00e9rentes sections de la s\u00e9quence de rafale : <\/p>\n

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Figure 3 :<\/strong> Transmission de donn\u00e9es \u00e0 haut d\u00e9bit par rafales. [Source : sp\u00e9cification MIPI D-PHY]<\/figcaption><\/figure>\n

Couche physique (PHY) et couches de protocole :<\/h2>\n

Les protocoles r\u00e9gissant la communication entre les p\u00e9riph\u00e9riques \u00e9lectroniques peuvent \u00eatre class\u00e9s en deux niveaux : le niveau PHY et le niveau protocole. La diff\u00e9rence entre ces deux niveaux est r\u00e9sum\u00e9e ci-dessous : <\/p>\n

Couche physique :<\/strong><\/h3>\n

Le terme \u00ab PHY \u00bb d\u00e9signe la couche physique qui relie les composants \u00e9lectriques et qui se situe au niveau op\u00e9rationnel le plus bas. Les sp\u00e9cifications PHY d\u00e9finissent la mani\u00e8re dont un flux de bits est converti en un signal physique transmis via le support de transmission, par exemple une piste en cuivre. Les caract\u00e9ristiques \u00e9lectriques et fonctionnelles du signal, les proc\u00e9dures indiquant le d\u00e9but et la fin de la transmission, ainsi que les relations de synchronisation entre l\u2019horloge et les voies de donn\u00e9es sont sp\u00e9cifi\u00e9es par la norme PHY. <\/p>\n

Couches de protocole :<\/strong><\/h3>\n

Les donn\u00e9es num\u00e9riques sont organis\u00e9es en paquets d’informations et transmises via les couches PHY. Un paquet est un ensemble d’octets organis\u00e9s selon une structure bien d\u00e9finie. La couche de protocole est une couche de haut niveau qui d\u00e9finit la structure des paquets transmis via la couche PHY ; une m\u00eame couche PHY peut prendre en charge diff\u00e9rentes couches de protocole. Les protocoles de mise en paquets, tels que CSI-2 et DSI-2, sp\u00e9cifient la taille, l\u2019en-t\u00eate, la charge utile et les informations de correction d\u2019erreurs pour chacun des paquets. La figure 4 ci-dessous pr\u00e9sente un exemple de capture d\u2019image num\u00e9rique, r\u00e9alis\u00e9e \u00e0 l\u2019aide de l\u2019analyseur MIPI C-PHY SV5C-CPRX, qui offre une vue compl\u00e8te des informations au niveau des paquets. <\/p>\n

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Figure 4 :<\/strong> Capture num\u00e9rique d’une image pr\u00e9sentant les informations d\u00e9taill\u00e9es encod\u00e9es au niveau des paquets.<\/figcaption><\/figure>\n

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D-PHY vs C-PHY<\/h2>\n

Le C-PHY et le D-PHY comptent parmi les protocoles de niveau PHY les plus couramment utilis\u00e9s. Bien que ces deux sp\u00e9cifications aient \u00e9t\u00e9 con\u00e7ues pour permettre une transmission rapide des donn\u00e9es sur plusieurs voies, il existe certaines diff\u00e9rences conceptuelles majeures entre ces deux configurations. <\/p>\n

La transmission D-PHY s’effectue g\u00e9n\u00e9ralement sur quatre voies de donn\u00e9es et une voie d’horloge. La configuration minimale n\u00e9cessite une voie d’horloge et une voie de donn\u00e9es. Chaque voie comporte deux fils (positif et n\u00e9gatif) ; la configuration minimale n\u00e9cessite donc 4 fils. La transmission des donn\u00e9es s’effectue \u00e0 un d\u00e9bit de 1 bit\/UI et peut atteindre une vitesse de 2,5 Gbps\/sec (D-PHY v1.2). <\/p>\n

La norme C-PHY est plus sophistiqu\u00e9e et \u00e9limine le besoin d\u2019une voie d\u2019horloge distincte en int\u00e9grant l\u2019horloge dans les donn\u00e9es. Dans la norme C-PHY, les voies sont appel\u00e9es \u00ab trios \u00bb et chaque trio se compose de trois fils, chacun d\u2019entre eux pouvant transmettre trois niveaux de signal (bas, moyen, haut). Les donn\u00e9es sont cod\u00e9es sous forme de symboles sp\u00e9ciaux contenant chacun 2,28 bits d\u2019information. La transmission est ainsi plus efficace, \u00e0 raison de 2,28 bits\/UI, ce qui permet \u00e0 la transmission C-PHY d\u2019atteindre des d\u00e9bits de donn\u00e9es plus \u00e9lev\u00e9s avec des fr\u00e9quences de commutation plus faibles. Les d\u00e9bits de donn\u00e9es pour le C-PHY sont souvent exprim\u00e9s en symboles par seconde plut\u00f4t qu\u2019en bits par seconde. <\/p>\n

Conclusion<\/h2>\n

Que vous soyez ing\u00e9nieur en validation ou que vous soyez en passe de le devenir, ces quatre concepts de transmission d’images MIPI constituent les bases indispensables \u00e0 tout ing\u00e9nieur en validation. Outre la cr\u00e9ation de solutions ultraportables qui simplifient les t\u00e2ches des ing\u00e9nieurs dans le domaine des tests et des mesures, notre mission consiste \u00e9galement \u00e0 donner les moyens aux ing\u00e9nieurs d\u2019acqu\u00e9rir les connaissances n\u00e9cessaires gr\u00e2ce \u00e0 des ressources p\u00e9dagogiques telles que cet article. <\/p>\n

Vous souhaitez en savoir plus sur ces concepts de transmission d’images ? Vous rencontrez des difficult\u00e9s concr\u00e8tes li\u00e9es \u00e0 ces concepts ? N’h\u00e9sitez pas \u00e0 nous contacter \u00e0 l’adresse info@introspect.ca<\/a>. <\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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